CN107896513A - 电化学电池的热环氧化和定位 - Google Patents

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张旭刚
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Abstract

本公开包括具有壳体的电池模块，该壳体具有第一端(具有电池容纳区域)和与第一端相对的第二端。电池模块包括插入通过壳体的电池容纳区域的电化学电池堆叠，其设置在壳体的第一端和第二端之间，并且具有堆叠的所有电化学电池的终端对准在平面区域中。电池模块包括布置在电化学电池堆叠上并位于壳体的电池容纳区域内的汇流条载体。所述汇流条载体包括设置在其上的汇流条，汇流条与终端接合。电池模块包括设置在壳体的第二端和电化学电池堆叠的底部侧面之间的热环氧树脂层。

Description

电化学电池的热环氧化和定位
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年4月13日提交的题为“B-CARRIER TO CELL TO THERMALEPOXY INTERFACE DESIGN FOR MANAGING CELL”的美国临时申请序列No.62/146，811，于2015年4月13日提交的题为“CELL TO CELL ADHESIVE TAPE”的美国临时申请序列No.62/146，763以及于2015年4月13日提交的题为“CELL TO HEAT SINK THERMAL EPOXY”的美国临时申请No.62/146，816的优先权和权益，其出于所有目的均全文以引用方式并入本文。本申请涉及于2015年7月31日提交的题为“ADHESIVE TAPE FOR POSITIONING BATTERY CELLSIN A BATTERY MODULE”的美国非临时申请No.14/815，415，以及于2015年7月31日提交的题为“CELL TO HEAT SINK THERMAL ADHESIVE”的美国非临时申请No.14/815，447，其出于所有目的均全文以引用方式并入本文。
背景技术
本公开一般涉及电池和电池模块领域。更具体地，本公开涉及电化学电池在电池模块的壳体内的热环氧化和定位。
本部分旨在向读者介绍可能与如下所述的本公开的各个方面相关的领域的各个方面。认为这种讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本发明的各个方面。因此，应当理解，这些陈述应按此阅读，而不是作为对现有技术的承认。
使用一个或多个电池系统来为车辆提供全部或部分动力的车辆可称为xEV，其中术语“xEV”在本文中被定义为包括所有以下车辆，或任何变化或其组合，其使用电力作为其车辆的全部或一部分动力。例如，xEV包括电动车辆(EV)，其利用电力作为全部动力。如本领域的技术人员将理解的，混合动力电动车辆(HEV)，也被认为是xEV，其组合了内燃机推进系统和电池供电的电动推进系统，诸如48伏(V)的系统或130伏的系统。术语HEV可以包括混合动力电动车辆的任何变型。例如，全混合动力系统(FHEV)可以使用一个或多个电动机，仅使用内燃机或使用两者向车辆提供动力和其它电力。相反，轻型混合动力系统(MHEV)在车辆空转时禁用内燃机，并利用电池系统继续为空调机组、无线电或其它电子器件供电，以及在需要推进时重启发动机。轻型混合动力系统还可以例如在加速期间施加一定程度的动力辅助以补充内燃机。轻型混合动力通常为96V至130V，并通过带或曲柄集成起动发电机恢复制动能量。此外，微型混合动力电动车辆(mHEV)也采用类似于轻型混合动力的“停止-启动”系统，但是，mHEV的微型混合动力系统可能或可能不向内燃机提供动力辅助并在电压低于60V时运行。为了本讨论的目的，应该注意的是，mHEV通常在技术上不使用直接设置在曲轴或变速器上的电力用于车辆的动力的任何部分，但是mHEV可能仍然被认为是xEV，因为当车辆空转时，其使用电力来补充车辆的动力需求，并且通过集成起动发电机恢复制动能量。此外，插电式电动车辆(PEV)是可以从外部电源(诸如墙壁插座)充电的任何车辆，并且存储在可再充电电池组中的能量驱动或有助于驱动车轮。PEV是电动车辆的子类别，包括全电动或电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)以及混合电动汽车和常规内燃机车辆的电动车辆转换。
与仅使用内燃机和传统电气系统的更传统的汽油动力车辆相比，如上所述的xEV可以提供许多优点，其中传统的电气系统通常是由铅酸电池供电的12V的系统。例如，与传统的内燃车辆相比，xEV可能产生较少的不希望的排放产物，并且可能表现出更高的燃料效率，并且在某些情况下，此类xEV可以完全消除汽油的使用，如某些类型的EV或PEV的情况。
随着技术的不断发展，需要为这种车辆提供改进的电源，特别是电池模块。例如，在传统配置中，电池模块可能包括由于制造缺陷(例如，工程公差)而相对于彼此具有稍微不同高度的电化学电池。不幸的是，相对于彼此具有稍微不同高度的电化学电池可能复杂化电化学电池的电耦合、电化学电池的定位和电池模块通常的组装。因此，现在认识到期望电池模块内的电化学电池的改进的定位。
发明内容
以下阐述了本文公开的某些实施例的概述。应当理解，这些方面仅仅是为了向读者提供某些实施例的简要概述，并且这些方面并不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可以包括以下可能未阐述的各种方面。
本发明涉及具有壳体的电池模块，该壳体具有第一端(具有电池容纳区域)和与第一端相对的第二端。所述电池模块包括插入通过壳体的电池容纳区域的电化学电池堆叠，其设置在壳体的第一端和第二端之间，并且具有堆叠的所有电化学电池的终端对准在平面区域中。电池模块包括布置在电化学电池堆叠上并位于壳体的电池容纳区域内的汇流条载体。汇流条载体包括设置在其上的汇流条，汇流条与终端接合。电池模块包括设置在壳体的第二端和电化学电池堆叠的底部侧面之间的热环氧树脂层。
本公开还涉及具有壳体的底壁的电池模块的壳体、设置在壳体的底壁上的柔性环氧树脂层以及设置在柔性环氧树脂层上的电化学电池，使得柔性环氧树脂层夹持在电化学电池和壳体的底壁之间。电化学电池被定位在堆叠中，使得每个电化学电池包括与堆叠的平坦顶面对准的终端。柔性环氧树脂层符合电池，该电池设置成与电化学电池的终端相对并靠近壳体的底壁。
本公开还涉及一种制造电池模块的方法，其包括对齐第一、第二和第三电化学电池的终端，使得所有终端都设置在单个平面中，将第一、第二和第三电化学电池彼此粘接，将第一、第二和第三电化学电池放置到电池模块的壳体中，以及将第一、第二和第三电化学电池设置在柔性热环氧树脂层上，该柔性热环氧树脂层设置在壳体的底壁上，以使得柔性热环氧树脂层支撑与第一、第二和第三电化学电池的终端相对的第一、第二和第三电化学电池的底端。
附图说明
通过阅读以下详细描述并参考附图，可以更好地理解本公开的各个方面，其中：
图1是具有根据本实施例配置的具有用于为车辆的各种组件供电的电池系统的车辆的透视图；
图2是根据本公开的一个方面的图1的车辆和系统的实施例的剖视示意图；
图3是根据本公开的一个方面的用于图2的车辆的电池模块的实施例的分解剖视透视图；
图4是根据本公开的一个方面的沿着图3中的线4-4截取的图3的电池模块的横截面组装侧视图；
图5是根据本公开的一个方面的用于图3的电池模块中的汇流条载体、电化学电池堆叠、热环氧树脂层和散热器的实施例的示意性侧视图；以及
图6是根据本公开的一个方面的制造电池模块的方法的框图。
具体实施方式
下面将描述一个或多个具体实施例。为了提供这些实施例的简明描述，在说明书中不描述实际实施的所有特征。应该理解，在任何这样的实际实施的开发中，如在任何工程或设计项目中一样，必须做出许多特定实施的决定以达到开发者的具体目标，诸如遵守与系统相关的和与业务相关的约束，其可以从一个实施到另一个实施而变化。此外，应当理解，这样的开发工作可能是复杂和耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员而言将是设计、生产和制造的常规工作。
本文描述的电池系统可以用于向各种类型的电动车辆(xEV)和其它高压能量存储/扩展应用(例如，电网电力存储系统)提供电力。此类电池系统可以包括一个或多个电池模块，每个电池模块均具有壳体和多个电池单元(例如，锂离子(Li-离子)电化学电池)，其布置并且电互连以在提供用于电力的特定电压和/或电流，例如xEV的一个或更多部件。作为另一实例，根据本实施例的电池模块可以并入到固定电力系统(例如，非汽车系统)或向其提供电力。
根据本公开的实施例，电池模块可以包括壳体和设置在壳体内的电化学电池。例如，壳体可以包括电池容纳区域(例如，开口)，其被配置成容纳电化学电池。电池模块可以包括在电化学电池设置在壳体内之后设置在电池容器区域上方的盖，以及设置在盖和电化学电池之间的lid(例如，汇流条载体)。例如，汇流条载体可以包括汇流条和设置在其上的其它电气组件，其中汇流条被配置成与电化学电池的端子相接合以电连接电化学电池。
根据本实施例，电化学电池可以在一个或多个电化学电池堆叠中彼此对准。电化学电池可以如此定位，使得电化学电池的顶部侧面(例如，顶端、终端)在单个平面中基本上彼此对准。换句话说，电化学电池的堆叠可以包括顶端(例如，顶部平面区域)，其中设置有电化学电池的顶部侧面。术语顶部、底部和侧面等是相对术语，并且在此基于所示实施例在本文中使用。然而，相对于诸如端子的特征来进一步描述这些术语以更好地描述不同的取向。
由于电化学电池的制造缺陷(例如，工程公差)，某些或每个电化学电池可以包括与其它电化学电池不同的高度。此外，由于壳体和/或汇流条载体的制造缺陷(例如，工程公差)，某些或每个电化学电池在壳体内相对于彼此可以设置在不同的水平(例如，可能不对准)。根据本实施例，环氧树脂层(例如，热环氧树脂、柔性热环氧树脂)可以靠近与电化学电池的顶部侧面相对的电化学电池的底部侧面侧(例如，底端)设置。应当注意，根据实施例，环氧树脂可能不是热环氧树脂，但是热环氧树脂可以提供下面详细描述的某些优点，因此术语“热环氧树脂”用于描述某些实施例。例如，热环氧树脂层可以在电化学电池的底部侧面(例如，沿电化学电池的堆叠的底端)和壳体的底部表面或壁之间设置(例如，夹持)。因为每个电化学电池可以包括不同的高度，并且由于电化学电池在其顶部侧面彼此对准，所以电化学电池的底部侧面可能不在单个平面中对准。因此，电化学电池的底部侧面和壳体的底壁之间的热环氧树脂层可以符合电化学电池的底部侧面，以填充电化学电池的底部侧面和壳体的底壁之间的空间。换句话说，热环氧树脂层可以符合电化学电池的底部侧面，以补偿电化学电池的高度差异。
通常，热环氧树脂通过调节电化学电池的底部侧面的不对准来促进电化学电池的顶部侧面的对准，从而解决电化学电池的高度变化并均衡电化学电池施加的力和抵抗电化学电池的力。换句话说，由于由热环氧树脂层促进的电化学电池的对准的顶部侧面，施加在汇流条载体的汇流条和电化学电池的端子之间的力(例如，为了便于耦合/焊接汇流条和端子)在电池模块上可以是基本相等的。此外，热环氧树脂层能够使能从电化学电池的底部侧面到电池模块的壳体的底壁和/或设置在壳体的底壁上的一个或更多散热器的改善的热传递。
为了帮助说明，图1是可以利用再生制动系统的车辆10的实施例的透视图。虽然以下讨论涉及具有再生制动系统的车辆，但是本文描述的技术适用于其它可以使用电动和汽油动力车辆的电池捕获/存储电能的车辆。
如上所述，可能期望电池系统12与传统的车辆设计非常兼容。因此，电池系统12可以放置在车辆10的位置上，该位置将容纳传统电池系统。例如，如图所示，车辆10可以包括与典型的内燃机车辆的铅酸电池(例如，在车辆10的引擎盖下)类似定位的电池系统12。此外，如下面将更详细描述的，电池系统12可以定位成便于管理电池系统12的温度。例如，在一些实施例中，将电池系统12定位在车辆10的引擎盖下方可以使得空气管道能够将气流引导到电池系统12上并且冷却电池系统12。
在图2中描述了电池系统12的更详细的视图。如图所示，电池系统12包括联接到点火系统14、交流发电机15、车辆控制台16以及可选地连接到电动机17的能量存储部件13。通常，能量存储部件13可以捕获/存储在车辆10中产生的电能并输出电能以对车辆10中的电气装置进行供电。
换句话说，电池系统12可以向车辆电气系统的部件供电，其中可以包括散热器冷却风扇，气候控制系统，电动转向系统，主动悬架系统，自动停车系统，电动油泵，电动超级/涡轮增压器，电动水泵，加热挡风玻璃/除霜器，窗体升降电机，梳妆灯，轮胎压力监测系统，天窗电机控制，电动座椅，报警系统，信息娱乐系统，导航功能，车道偏离警告系统，电动停车制动器，外部灯，或其任何组合。示例性地，在所描绘的实施例中，能量存储部件13向车辆控制台16和点火系统14供电，该系统可用于启动(例如，曲柄转动)内燃机18。
另外，能量存储部件13可以捕获由交流发电机15和/或电动机17产生的电能。在一些实施例中，交流发电机15可以在内燃机18运行时产生电能。更具体地，交流发电机15可以将由内燃机18的旋转产生的机械能转换为电能。除此之外或另选地，当车辆10包括电动机17时，电动机17可以通过将由车辆10的运动产生的机械能(例如，车轮的旋转)转换成电能来产生电能。因此，在一些实施例中，能量存储部件13可以在再生制动期间捕获由交流发电机15和/或电动机17产生的电能。因此，交流发电机15和/或电动机17在本文中通常被称为再生制动系统。
为了便于捕获和提供电能，能量存储部件13可以经由总线19电耦合到车辆的电气系统。例如，总线19可以使能量存储部件13能够接收由交流发电机15和/或电动机17产生的电能。另外，总线19可以使能量存储部件13能够将电能输出到点火系统14和/或车辆控制台16。因此，当使用12伏电池系统12时，总线19可以承载通常在8伏到18伏之间的电力。
另外，如图所示，能量存储部件13可以包括多个电池模块。例如，在所示的实施例中，能量存储部件13包括根据本实施例的锂离子(例如，第一)电池模块20和铅酸(例如，第二)电池模块22，其中每个电池模块20、22均包括一个或多个电池单元。在其它实施例中，能量存储部件13可以包括任何数量的电池模块。此外，尽管锂离子电池模块20和铅酸电池模块22被描绘为彼此相邻，但是它们可以定位在车辆周围的不同区域中。例如，铅酸电池模块22可以定位在车辆10的内部或周围，而锂离子电池模块20可以定位在车辆10的引擎盖下方。
在一些实施例中，能量存储部件13可以包括多个电池模块以利用多个不同的电池化学性质。例如，当使用锂离子电池模块20时，可以提高电池系统12的性能，因为与铅酸电池化学性质相比，锂离子电池化学性质通常具有较高的库仑效率和/或更高的电力充电接受率(例如，较高的最大充电电流或充电电压)。因此，可以提高电池系统12的捕获、存储和/或分布效率。
为了便于控制电能的捕获和存储，电池系统12可另外包括控制模块24。更具体地，控制模块24可以控制电池系统12中的部件的操作，诸如能量存储部件13、交流发电机15和/或电动机17内的继电器(例如开关)。例如，控制模块24可以调节由每个电池模块20或电池模块22捕获/供应的电能的量(例如，对电池系统12进行降低定额和重新定额)，在电池模块20和电池模块22之间执行负载平衡，确定每个电池模块20或电池模块22的充电状态，确定每个电池模块20或电池模块22的温度，通过交流发电机15和/或电动机17输出的控制电压以及其它。
因此，控制单元24可以包括一个或者多个处理器26和一个或多个存储器28。更具体地，一个或多个处理器26可以包括一个或多个专用集成电路(ASIC)，一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)，一个或多个通用处理器或其任何组合。另外，一个或多个存储器28可以包括易失性存储器，诸如随机存取存储器(RAM)，和/或非易失性存储器，诸如只读存储器(ROM)、光盘驱动器、硬盘驱动器或固态驱动器。在一些实施例中，控制单元24可以包括车辆控制单元(VCU)和/或单独的电池控制模块的部分。
图3中示出了用于图2的车辆10的电池模块20的实施例的顶部分解立体图。在所例示的实施例中，电池模块20(例如锂离子[Li-ion]电池模块)包括壳体30和设置在壳体30内的电化学电池32。例如，电化学电池32通过壳体30的电池容纳区域38(例如，开口)被容纳并进入壳体30的内部。在所例示的实施例中，六个棱柱形锂离子(Li-ion)电化学电池32设置在壳体30内的两个堆叠34中，每个堆叠34中有三个电化学电池32。然而，在其它实施例中，电池模块20可以包括任何数量的电化学电池32(例如，2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多的电化学电池)、任何类型的电化学电池32(例如锂离子、锂聚合物、铅酸、镍镉或镍金属氢化物、棱柱形和/或圆柱形)，以及任何布置的电化学电池32(例如，堆叠、分离或分隔)。
如图所示，电化学电池32可以包括从电化学电池32的终端39向上(例如，沿方向37)延伸的端子36。因此，端子36可以在壳体30的上部侧面40(例如，上端、上表面)中延伸到电池容纳区域38中。例如，电化学电池32可以通过上部侧面40中的电池容纳区域38插入壳体30中，并且定位在壳体30内，以使得电化学电池32的端子36设置在电池容纳区域38中。汇流条载体可以设置在电池容纳区域38中，并且可以保持设置在其上的汇流条44，其中汇流条44配置成与电化学电池32的端子36相接合。例如，汇流条44可以与端子36相接合以将相邻的电化学电池32电耦合在一起。根据实施例，汇流条44可以耦合电化学电池32，其为串联的、并联的、或者一些电化学电池32串联和一些电化学电池32并联。此外，某些汇流条44可以被配置成将电互连的电化学电池32与电池模块20的主端子46电耦合，其中主端子46被配置成耦合到负载(例如，车辆10的组件)来为负载供电。电化学电池32还包括布置的通气口49或电化学电池32的终端39，并且被配置成使得在电化学电池32内的气体能够在某些操作条件下(例如，如果一个或多个单独的电化学电池32内的压力超过相应的一个或多个单独的电化学电池32的电池通气压力阈值)通气到壳体30的内部。
根据本公开的实施例，电化学电池32的终端39(例如，顶部侧面、顶端)在单个平面区域中大体上彼此对准。换句话说，电化学电池32的堆叠34可以各自包括顶部平面，其中通常设置有电化学电池32的终端39。两个堆叠34的顶部平面也可以基本上彼此在平面内。对准电化学电池32的终端39有助于电化学电池32的端子36与在汇流条载体42上的汇流条44的精确耦合。应当注意的是，在本文中在平面内并且在单个平面内对准是参考在平面区域内的一般对准并且不需要严格的数学关系。
由于制造缺陷(例如，工程公差)，某些或每个电化学电池32可以包括与其它电化学电池32相比的不同高度(或者在一些实施例中，可以沿着它们的高度设置在壳体30内的变化水平上)。因此，通过将电化学电池32的终端39对准在单个平面中，电化学电池32的底端50(例如，与终端39相对并且设置靠近壳体30的底壁52[例如，底壁、背壁、端壁])可能不对准。然而，环氧树脂(例如，柔性热环氧树脂)层54可以设置在电化学电池32和壳体30的底壁52(例如，底壁、背壁、端壁)之间，以支撑电化学电池32的底端50。换句话说，环氧树脂层54可以以不同的方式容纳在电化学电池32的底端50的不同位置处(例如，从终端39和底端50之间的电化学电池32的不同高度产生)，以便填充电化学电池32的底端50和壳体30的底壁52之间的空间。因此，环氧树脂层54支撑或使能电化学电池32的终端39的对准，从而改善电化学电池32的端子36和汇流条载体42上的汇流条44的耦合。为了充分填充壳体30的底壁52和电化学电池32的底端50之间的空间，并且均等地对电化学电池32的底端50提供足够的支撑，环氧树脂层54(例如，用于6个电化学电池32)可以包括在5至15立方厘米(0.31至0.92立方英寸)、7至13立方厘米(0.43至0.79立方英寸)或8至12立方厘米(0.49至0.73立方英寸)的体积。对于每个电化学电池32而言，环氧树脂层54可以包括每电池0.83立方厘米至每电池2.5立方厘米(每电池0.05立方英寸至每电池0.15立方英寸)、每电池1.17立方厘米至每电池2.17立方厘米(每电池0.07立方英寸至每电池0.13立方英寸)或每电池1.33立方厘米至每电池2立方厘米(每电池0.08立方英寸至每电池0.12立方英寸)的电池特定体积。还应当注意，柔性热环氧树脂层还可以改善从电化学电池32的底端50到壳体30的底壁52(以及在一些实施例中，设置在底壁52中的散热器)的热传递。
现在转到图4，示出了沿着图3中的线4-4截取的图3的电池模块20的横截面组装侧视图。在所例示的实施例中，所有电化学电池32的终端39对齐，使得终端39设置在单个平面70中。如前所述，将电化学电池32的终端39设置在单个平面70中有助于汇流条载体42上的汇流条44与电化学电池32的端子36的改善的耦合。应当注意，由于这个原因，端子36沿着基本上垂直于单个平面70的方向从相应的电化学电池32延伸。
如图所示，电化学电池32的端子36可以延伸通过汇流条载体42，使得端子36从电池单元32的终端39与设置在汇流条载体42的相对侧上的汇流条42相接合。例如，汇流条载体42可以包括开口，通过其端子36延伸以接触汇流条44。然而，在另一个实施例中，汇流条44可以穿过汇流条载体42中的开口朝向电化学电池的终端39延伸，使得汇流条44与从终端39延伸的端子36相接合。在又一个实施例中，汇流条44和端子36可以部分地延伸到汇流条载体42中的开口中，使得汇流条44和端子36在开口内接合。一般而言，根据本公开，通过使电化学电池32的终端39对准(例如，至少在方向37上)使得终端39全部设置在单个平面70中(例如，电化学电池32的堆叠34中)，从而改善汇流条44和端子36之间的连接。
尽管电化学电池32的终端39设置在单个平面70中以便于改善汇流条44和端子36之间的连接。由于电化学电池32的高度差(例如，由于制造缺陷或工程公差引起的高度差异)，电化学电池32的底端30可以设置在不同的平面上(例如，底端50不沿着方向37彼此对准)。因此，环氧树脂(例如柔性热环氧树脂)层54被设置成靠近电化学电池32的底端50以容纳未对齐的底端50。例如，环氧树脂层54可以沿着壳体30的底壁52的内部设置，并且电化学电池32的堆叠34可以插入到壳体30中(例如，通过电池容纳区域38)并被推入到(或设置在)环氧树脂层54中。环氧树脂(例如，柔性热环氧树脂)层54支撑电化学电池32的底端50，并有助于从电化学电池32的底端50通过柔性热环氧树脂54并且进入壳体30的底壁52的热传递路径。在一些实施例中，如下所述，壳体30的底壁52可以包括设置在其上(或包覆模制在其中)的散热器60，其中柔性热环氧树脂层54设置在电化学电池32和散热器60之间(例如，物理接触散热器60)。
现在转到图5，示出了用于图3的电池模块20中的汇流条载体42、电化学电池32的堆叠34、热环氧树脂层54和散热器60的实施例的示意性侧视图。在如前所述的所例示的实施例中，电化学电池32的终端39被对准和布置在电化学电池32的堆叠34的单个平面70上。因此，电化学电池32的端子36基本上彼此对准，以便于将汇流条44(例如，设置在汇流条载体42的顶部62上)与端子36耦合。
在所例示的实施例中，为了促进堆叠34中的电化学电池32的终端39的对准，电化学电池32可以通过双面粘合剂64彼此粘附。例如，在堆叠34中的每对相邻的电化学电池32可以经由设置在该对的电化学电池32之间的双面粘合剂64耦合在一起。因此，在组装期间，电化学电池32的堆叠34可以通过以下步骤形成：将双面粘合剂64设置在第一电化学电池32上，将第二电化学电池32与第一电化学电池32对准以使得终端39设置在单个平面70中，以及将第二电化学电池32粘附到双面粘合剂64。然后可以将第二双面粘合剂64设置在第二电化学电池32的相对面上，使得第三电化学电池32可以如上所述与第一和第二电化学电池32对准并且粘附到第二双面粘合剂64。特别地，在所例示的实施例中，电化学电池32的堆叠34包括三个电化学电池32。因此，双面粘合剂64可以施加到三个电化学电池32的中间电化学电池32的相对的宽面(例如，沿着方向37沿着电化学电池32的高度延伸的宽面)。剩余的两个电化学电池32(例如，外部电化学电池32)可以被压入施加到中间电化学电池32的相对的宽面上的两个双面粘合剂64中，从而形成电化学电池32的堆叠34，其中顶端39设置在堆叠34的单个平面70中。应当注意，可以包括用于将电化学电池32固定到其它或彼此连接的其它机制。例如，在另一个实施例中，可以在中间电化学电池32上设置斗篷状的特征，其中，斗篷状的特征包括在外表面上的粘合剂材料，其粘接到中间电化学电池32每侧上的两个电化学电池32。应当注意，双面粘合剂64和/或斗篷状特征可以是电气绝缘或热绝缘的，以电隔离或热隔离相邻的电化学电池32的部分。
如前所述，由于制造缺陷(例如，工程公差)，一个或多个电化学电池32可以包括与其它电化学电池32不同的高度。例如，在所例示的实施例中，每个电化学电池32均包括在电化学电池32的终端39和电化学电池32的底部或底端50之间延伸的主体66。电化学电池32中的一个包括从电化学电池32的堆叠34的平面70延伸到平面70下方的第一位置68(例如，平行于方向37)的主体66。另外两个电化学电池32从电化学电池32的叠层34的平面70延伸到第一位置68下方(例如，下面)的第一距离72和第二距离74。换句话说，延伸到第一位置68下方(例如，下面)第一距离72和第二距离74的两个电化学电池32包括比仅延伸到第一位置68的第一电化学电池32更大高度的主体66。根据实施例，电化学电池32的各种长度可以以与所例示的实施例中所示的不同的顺序排列。
为了支撑电化学电池32的未对准的底端50(例如，从顶部平面70向下延伸不同的距离)，柔性热环氧树脂层54包括在壳体30的底壁52和电化学电池32的底端50之间。由于电化学电池32被按压或者向下设置到柔性热环氧树脂层54中，柔性热环氧树脂层54符合底端50(例如，如上所述，其可能不沿着方向37对准)。因此，在组装电池模块20时，柔性热环氧树脂层54的厚度76(例如，在方向37上)可以沿着方向107变化。电化学电池32将通过它们之间的结合而相对于彼此中的每一个维持在相同的取向。柔性热环氧树脂层54基本上均等地支撑电化学电池32的每个底端50，使得当汇流条载体42设置在终端39上方和当汇流条44与从终端39延伸的端子36耦合时，施加在电化学电池32的终端39上的力基本相等。柔性热环氧树脂层54还使能从电化学电池32的底端50到壳体30的底壁52(和/或设置在壳体30的底壁52中的散热器60)的改善的热传递。
图6中示出了根据本公开的制造电池模块的方法100的实施例。在所例示的实施例中，方法106包括使电池模块的电化学电池对准，以使得电化学电池的终端设置在单个平面(102)中。例如，电化学电池可以通过布置在相邻电化学电池之间的双面粘合剂层彼此固定。换句话说，电化学电池可以以堆叠的方式设置，相邻的电化学电池对通过设置在该对相邻电化学电池之间的双面粘合剂层结合在一起。在将电化学电池彼此粘接的过程之前和/或期间，电化学电池的终端可以彼此对准。
方法100还包括将电化学电池设置在壳体中(框104)。例如，电化学电池可以被设置在彼此对准的堆叠中，并且如上所述地耦合在一起。电化学电池堆叠可以通过壳体的电池容纳区域设置在一起并进入与电池容纳区域流体连通的壳体的内部。在另一个实施例中，电化学电池可以单独插入壳体中，并且在壳体内对准和/或粘接在一起(例如，一个接一个地)。
方法100还包括将电化学电池压入(或设置电化学电池)到设置在壳体的底壁上的热环氧树脂(例如柔性热环氧树脂)层(框106)中。通常，由于制造缺陷和工程公差，电池模块的每个电化学电池均可以包括与电池模块的其它电化学电池不同的高度。因此，在对准电化学电池的终端并将它们结合在一起之后，电化学电池的底端可能不对准(例如，底端可以延伸到与对准的终端不同的距离处)。因此，柔性热环氧树脂层符合电化学电池的未对准的底端，以完全占据电化学电池的底端和其上设置有柔性热环氧树脂层的壳体的底壁之间的空间。柔性热环氧树脂层使能从电化学电池的底端到壳体的底壁的改善的热传递。柔性热环氧树脂层也均等地支撑每个底端，以使得通过汇流条和/或汇流条载体对电化学电池的端子或终端施加的力在电池模块上基本相等。
在某些实施例中，方法100还可以包括将散热器设置在壳体的底壁中和/或与柔性热环氧树脂层接触。包括散热器可以进一步改善从电化学电池的底端的热传递。
所公开的实施例中的一个或多个单独地或组合地可以提供用于制造电池模块和电池模块的部分的一个或多个技术效果。通常，本公开的实施例包括具有设置在电池模块的壳体中的电化学电池堆叠的电池模块，其中电化学电池的终端彼此对准并且分配在堆叠的单个平面中。由于制造缺陷(例如，工程公差)，某些或每个电化学电池均可以包括与某些或每个其它电化学电池不同的高度。热环氧树脂(例如柔性热环氧树脂)层可以靠近在壳体的底端和底壁之间的与电化学电池的终端相对的电化学电池的底部侧面(例如，底端)设置(例如，在壳体的底壁上)。电化学电池的底端和壳体的底壁之间的热环氧树脂层可以符合电化学电池的底端，以填充电化学电池的底端和壳体的底壁之间的空间。换句话说，热环氧树脂层可以符合电化学电池的底端以补偿电化学电池的高度差。因此，柔性热环氧树脂层基本上均等地支撑每个底端(从而有利于电化学电池的端子与汇流条载体上的汇流条的改善的耦合，如前所述)，并且通过完全占据电化学电池的底端和壳体的底壁之间的空间使能从底端到壳体的底壁(或设置在底壁上的散热器)的改善的热传递。说明书中的技术效果和技术问题是示例性的，而不是限制性的。应当注意，说明书中描述的实施例可以具有其它技术效果并且可以解决其它技术问题。
已经通过示例的方式示出了上述具体实施例，并且应当理解，这些实施例可能容易受到各种修改和替代形式的影响。应进一步理解，权利要求并非旨在限于所公开的特定形式，而是覆盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

Claims (24)

1.一种电池模块，其包括：
壳体，其具有第一端和与所述端部相对的第二端，其中所述第一端包括电池容纳区域；
电化学电池堆叠，其插入通过设置在所述壳体的所述第一端和所述第二端之间的所述壳体的所述电池容纳区域，并且包含所述堆叠的所有所述电化学电池的终端对准在平面区域中；
汇流条载体，其设置在电化学电池的所述堆叠上以及所述壳体的所述电池容纳区域内，其中所述汇流条载体包括布置在其上与所述终端相接合的汇流条；以及
热环氧树脂层，其设置所述壳体的所述第二端和与所述终端相对的所述电化学电池堆叠的底部侧面之间，其中所述热环氧树脂层被配置成适应所述堆叠的所述电化学电池上的高度差异。
2.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述壳体的所述第二端包括在其中包覆模制的散热器，并且所述热环氧树脂层设置在所述散热器和所述电化学电池堆叠的所述底部侧面之间。
3.根据权利要求2所述的电池模块，其中所述热环氧树脂层的第一面物理地接触所述电化学电池堆叠的所述底部侧面，并且与所述第一面相对的所述热环氧树脂层的第二面物理接触所述散热器。
4.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述电化学电池堆叠包括棱柱形、锂离子(Li-离子)电化学电池的堆叠。
5.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述电化学电池堆叠的每个电化学电池均包括设置在所述堆叠的所述平面区域中的所述终端中的之一、设置在所述堆叠的所述底部侧面中的底端、以及在所述终端和所述底端中间延伸的两个宽侧面。
6.根据权利要求5所述的电池模块，其中所述电化学电池堆叠中的至少一个电化学电池包括设置在所述两个宽侧面的第一侧面上的第一双面粘合剂层，以及设置在所述两个宽侧面的第二侧面上的第二双面粘合剂层。
7.根据权利要求6所述的电池模块，其中所述至少一个电化学电池经由所述第一双面粘合剂层和所述第二双面粘合剂层粘合地耦合到所述堆叠的两个相邻的电化学电池，使得所述至少一个电化学电池和所述两个相邻的电化学电池是彼此固定的，其中所述终端设置在所述堆叠的所述平面区域中。
8.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述热环氧树脂层包括每电池0.83-2.5立方厘米(每电池0.05-0.15立方英寸)的每电化学电池的体积。
9.根据权利要求1所述的电池模块，其包括附加电化学电池堆叠，所述电化学电池堆叠插入通过设置在所述壳体的所述第一端和所述第二端之间的所述壳体的所述电池容纳区域，并且包括所述附加堆叠的所有所述电化学电池的终端与所述平面区域对准。
10.根据权利要求9所述的电池模块，其中所述电化学电池堆叠包括三个电化学电池，以及所述附加电化学电池堆叠包含三个附加电化学电池。
11.根据权利要求1所述的电池模块，其中所述汇流条载体包括外表面以及与所述外表面相对并面向所述电化学电池堆叠的内表面，其中所述汇流条设置在所述汇流条载体的所述外表面上。
12.根据权利要求11所述的电池模块，其中所述外表面被布置成使得所有所述汇流条设置在与所述电化学电池堆叠相等的距离处。
13.根据权利要求11所述的电池模块，其中所述端子延伸穿过所述汇流条载体中的开口，以接近设置在所述汇流条载体的所述顶面上的所述汇流条。
14.根据权利要求11所述的电池模块，其中所述汇流条延伸穿过所述汇流条载体中的开口以接近所述电化学电池的所述端子。
15.一种电池模块，其包括：
壳体的底壁；
柔性环氧树脂层，其设置在所述壳体的所述底壁上；以及
电化学电池，其设置在所述柔性环氧树脂层上，使得所述柔性环氧树脂层夹持在所述电化学电池和所述壳体的所述底壁之间，其中所述电化学电池被定位在堆叠中，使得每个电化学电池均包括与所述堆叠的平坦顶面对准的终端，并且其中所述柔性环氧树脂符合所述电化学电池的未对准的底端，所述电化学电池设置成与所述电化学电池的所述终端相对并靠近所述壳体的所述底壁。
16.根据权利要求15所述的电池模块，其包括在所述壳体的所述底壁中包覆模制的散热器，其中所述柔性环氧树脂层物理地接触所述散热器的至少一部分。
17.根据权利要求15所述的电池模块，其中每个所述电化学电池均包括在所述电化学电池的所述终端和所述底端之间延伸的第一宽侧面和第二宽侧面，其中至少一个电化学电池包括设置在所述第一宽侧面上的第一双面粘合剂层以及设置在所述第二宽侧面上的第二双面粘合剂层，并且其中相邻的第一和第二电化学电池分别沿着所述第一双面粘合剂层和所述第二双面粘合剂层粘附到所述至少一个电化学电池以形成所述电化学电池的堆叠的至少一部分。
18.根据权利要求15所述的电池模块，其包括汇流条载体和设置在所述汇流条载体上的汇流条，其中所述汇流条被配置成将所述电化学电池电耦合在一起，其中所述汇流条载体包括外表面以及与所述外表面相对的内表面，其中所述内表面面对所述电化学电池堆叠的所述平坦面，并且其中所述汇流条设置在所述汇流条载体的所述外表面上。
19.根据权利要求15所述的电池模块，其中所述柔性环氧树脂层是柔性环氧树脂的导热层。
20.一种制造电池模块的方法，其包括：
对准第一电化学电池、第二电化学电池和第三电化学电池的端部，使得所有所述终端均设置在单个平面中；
将所述第一电化学电池、所述第二电化学电池和所述第三电化学电池彼此粘接；
将所述第一电化学电池、所述第二电化学电池和所述第三电化学电池放置在所述电池模块的壳体中；以及
将所述第二电化学电池和所述第三电化学电池放置在设置在所述壳体的底壁上的柔性热环氧树脂层上，使得所述柔性热环氧树脂层支撑与所述第一电化学电池、所述第二电化学电池和所述第三电化学电池的所述终端相对的所述第一电化学电池、所述第二电化学电池和所述第三电化学电池的底端。
21.根据权利要求20所述的方法，其中将所述第一电化学电池、所述第二电化学电池和所述第三电化学电池彼此粘附包括：将第一双面粘合剂设置在所述第一电化学电池的第一面上，将第二双面粘合剂设置在所述第一面相对的所述第一电化学电池的第二面上，以及将所述第二电化学电池粘接到所述第一双面粘合剂和将所述第三电化学电池粘接到所述第二双面粘合剂。
22.根据权利要求20所述的方法，其包括经由汇流条将所述第一电化学电池与所述第二电化学电池电耦合，所述汇流条跨越从所述第一电化学电池的所述终端延伸的第一端子以及从所述第二电化学电池的所述终端延伸的第二端子。
23.根据权利要求22所述的方法，其包括将所述汇流条设置在汇流条载体上，并将所述汇流条载体设置在所述第一电化学电池、所述第二电化学电池和所述第三电化学电池的所述终端上。
24.根据权利要求23所述的方法，其包括使所述汇流条和/或所述第一端子和所述第二端子延伸通过所述汇流条载体的一个或多个开口，以便于所述汇流条与所述第一端子和所述第二端子的耦合。
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